[发明专利]基于建筑光伏微电网的能量管理方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于建筑光伏微电网的能量管理方法及系统。

背景技术

近些年来，随着光伏材料和设备的技术不断完善和价格持续降低，加之政府各项补贴政策推出，越来越多的企业或行政机构建立了建筑光伏一体化系统，从而能够充分利用可再生太阳能资源并降低企业能耗开销。与此同时，某些企事业单位也配备了电动通勤车辆用于员工日常上下班交通。

光伏电源及电动汽车(EV)都接入建筑内部电网后，为建筑能量生成和消耗过程的优化运行和管理带来了新的问题。传统建筑能源管理系统主要考虑其内部电力负荷的节能降耗和优化运行，而光伏等可再生电源及EV动力电池接入建筑电力系统后，在运营管理过程中，由于不能准确把握新能源发电出力及EV充电负荷需求的变化规律和趋势，将不能充分利用EV动力电池储能优势，致使建筑整体经济性运行得不到很好地保障。

为了协调大电网与分布式电源间的矛盾，充分发挥分布式能源的价值和效益，在20世纪初，学者们提出了微电网(Micro-Grid)的概念。微电网是结合了分布式微电源、本地负荷和控制装置的一种电网形式，其中，微电源包括含有电力电子接口的微型燃气轮机、风力发电、光伏发电、燃料电池等分布式电源和电池储能装置。因此，基于分布式能源的微电网技术将是解决现代建筑电能供应的一条有效途径。

目前，仅有少量机构已经着眼于含分布式电源的建筑能耗智能管理研究，然而仍存在诸多的不足和缺陷。如：申请号为“201110112492”名称为“一种移动式零碳能源环保小屋”的专利提出了在建筑物中使用光伏和风能并进行储能等技术措施，可达到一个较好的再生能源利用效果，但是，该技术方案在使用中仍存有的不足是：1、能源综合利用还不完善，用能与供源无法做到协调统一；2、光伏和风能的电力难于满足建筑中的用电需要，尤其是夏天和冬天的室内空调耗能大，仅靠光伏和风能发的电难于满足建筑中的用电需要；3、不具并网功能，当储能电池充满电后，不能并网销售，会造成电能浪费。

发明内容

本发明旨在解决建筑内电动汽车无序充放电及建筑内光伏发电随机性导致建筑能源利用不经济的问题，为此，本发明的目的是提出一种利用电动汽车移动储能特性的基于建筑光伏微电网的能量管理方法及系统。

本发明提供的这种基于建筑光伏微电网的能量管理方法，该方法包括如下步骤：

步骤一，利用当前日的建筑光伏发电功率记录数据和未来日的气象要素预报数据，建立建筑光伏发电功率预测模型为P_PV(d+1)＝f(T_a(d+1),H(d+1),P_PV(d))，由此预测得到未来日建筑光伏发电功率数据；其中P_PV(d+1)是未来日的建筑光伏发电功率的逐时段预测数据，T_a(d+1)是气象台对未来日的环境温度的预报数据，H(d+1)是气象台对未来日的环境湿度的预报数据，P_PV(d)是当前日的建筑光伏发电功率监测记录数据；

利用当前日的建筑负荷功率的记录数据和未来日气象要素的预报数据，建立建筑负荷需求预测模型P_LOAD(d+1)＝f(T_a(d+1),H(d+1),P_LOAD(d))，由此预测得到未来日的负荷功率需求数据；其中P_LOAD(d+1)是提前一段时间对未来日的建筑负荷功率的逐时段预测数据，P_LOAD(d)是对当前日建筑实际负荷功率的逐时段监测记录数据；

收集未来日对电动汽车的用车需求，根据车辆每次执行任务的起止时段和往返距离，并结合车辆上的电池容量、耗电参数、充放电特性，预测每辆电动汽车的电动汽车电池在未来日每次驶离建筑时的荷电状态及其返回建筑时的荷电状态；

步骤二，根据未来日建筑光伏发电功率预测数据、未来日建筑负荷功率需求预测数据以及未来日电动汽车驶离建筑时和返回建筑时的荷电状态预估数据，以建筑微电网整体运行成本最小为目标，对未来日接入建筑微电网的电动汽车的充放电功率进行调度。

所述建筑光伏发电预测模型的建立包括如下步骤：

步骤1，对历史数据中气象要素观测数据和同期的光伏发电功率记录数据在每时段Δt进行抽取，其中，气象要素数据包括每日每时段Δt的大气温度数据和大气湿度数据；